一封寄往太空的信:老康的科普宝藏书单(物理·宇宙篇)
从夸父逐日、嫦娥奔月到现在的神州十二号,人类很早就开始仰望星空,对无垠的天际产生想象和向往。在科学文明的背后蕴含着丰富的宇宙学和物理学。
探索时空信息概念、追寻宇宙自然深层秘密是人类对物质以及宇宙永恒的思考。星辰大海,是我们永远的追求!
倘若写一封寄往太空的信,你会写些什么呢?是感谢航天人员背后的辛苦付出,还是想知道宇宙究竟有没有外星人,亦或是想知道是否有其他适合人类居住之所?
想要揭开宇宙神秘的面纱,推荐大家收藏这份图灵宝藏书单(物理·宇宙篇),带你一起遨游浩瀚宇宙,徜徉宇宙之海。
另外,暑假也即将来临,闲暇时间做点什么呢?相信老康给大家分享的这份书单定会带你开启无限想像的宇宙冒险之旅。
一、诺贝尔物理学奖得主作品
1、小柴昌俊写给大家的中微子天体物理学读本
《幽灵粒子:透视未知的宇宙》
作者:[日]小柴昌俊
译者:逸宁
· 穿透一切物质的“幽灵粒子”是否能够透视宇宙的深处?
· 用中微子探索宇宙深处的秘密
· 讲述从“差生”到“诺贝尔物理学奖得主”的成长故事
书中以连接极小粒子世界与极大宇宙的“幽灵粒子”——中微子为线索,通俗讲解了基本粒子的发现、恒星的结构与演化等内容,并从实验角度展现了当前物理学对深层自然之谜的追求与探索。
此外,作者还讲述了自己从“差生”到“诺贝尔物理学奖”得主的成长历程,以及从零开始构思、建造“神冈探测器”的经验心得。本书是用新思维去认识宇宙的科普佳作,也是一本了解科学方法与诺贝尔奖大师思考方式的启发式读物。
2、物理学大师朝永振一郎启蒙科普遗作
《物理是什么》
作者:[日]朝永振一郎
译者:周自恒
· 日本物理不朽名作,长销38年,重印58次
· 从占星术、炼金术到物理、化学,从哲学思辨到近代科学
· 讲解物理发展体系与原理,反思近代科学与人类文明
书中以思索“物理是什么”为线索,以宏阔视野、精深笔触,通俗讲述了从早期哲学思辨到炼金术、占星术,再到近代科学的物理体系的发展,并重点讲解了物理发展过程中的核心原理。
同时,书中还收录物理大师朝永先生关于物理的反思,以及对科学与文明关系的思考,是重新认识物理的不朽名作。
二、大栗博司三部曲
大栗博司:美国加州理工学院理论物理研究所所长,日本东京大学Kavli数学物理学联合宇宙研究机构研究主任
1、继牛顿力学、爱因斯坦相对论之后,时空概念的“第三次革命”
《超弦理论》
作者:[日]大栗博司
译者:逸宁
· 2014年日本讲谈社科学出版奖获奖图书
· 卢建新教授 、 李淼教授 、 朱传界教授推荐
· 启发对宇宙的极致思考,颠覆对世界的传统认知
“空间”和“时间”究竟是什么?
物质的本原不是点,而是弦?
黑洞、高维度空间应该如何解释?
“超弦理论”统一了引力理论与量子力学的矛盾,超越了“弦理论”的局限,解释“标准模型”中“费米子”与包括“上帝粒子”的“玻色子”的振动形态。
本书中,大栗教授以通俗、风趣的语言讲解了量子物理基础、“弦理论”到“超弦理论”的最新发展、“超弦理论”的理论原理及证明,并在“超弦理论”下重新思考与探究了时空概念。
2、前沿物理科普三部曲之一
《引力是什么》
作者:[日]大栗博司
译者:逸宁
· 纪念爱因斯坦广义相对论发表100周年
· 从牛顿、爱因斯坦到量子力学、超弦理论
· 一场解谜宇宙的冒险 ,一段永不停息的追寻
引力是宇宙中处于支配地位的力,与天体、生命的诞生息息相关,迷影重重的引力也是解开宇宙谜题的关键钥匙。经过牛顿、爱因斯坦,引力研究正迎来第三个黄金时期。
本书以新颖有趣的形式讲解了从牛顿、爱因斯坦到前沿物理的研究内容,用全新的方式解读相对论、量子理论、超弦理论。真正让你理解引力、引力波、E=mc2 、黑洞等概念的含义与意义,也能让你体验到追寻宇宙深层谜题的冒险快感。
来自读者的好评:
3、日本人气科普系列《超弦理论》第3部
《强力与弱力》
作者:[日]大栗博司
译者:逸宁
· 触摸自然的基本结构,重释物质的存在意义
· 世界深层的微观奇妙之旅 / 探秘质量之源与万物存在 / 迫近自然深渊中的谜底
强力、弱力、电磁力、引力,源于宇宙之初的四种基本作用力构成并支配了我们世界。这四种力究竟如何形成并发挥作用?万物存在的“质量”又源于何处?
本书以通俗易懂的语言解读了强力与弱力以及基本粒子的相互作用机制,用推理小说的线索追踪与解谜方式介绍了微观层面下的奇妙世界以及自然的基本结构,能够让你以全新的视角面对和反思宇宙、自然以及万物的存在。
三、村山齐三部曲
村山齐:日本东京大学Kavli数学物理学联合宇宙研究机构所长、Coursera人气课程“从大爆炸到暗能量”讲授者
1、关于“宇宙是什么”的畅销科普读物
《隐匿的宇宙:用基本粒子揭开宇宙之谜》
作者:[日]村山齐
译者:逸宁
· 日本新书大奖 (2011年)
· 日文版累计销量突破32万册
· 中国科学院高能物理所研究员 曹俊 作序推荐
· 逆溯星光,探索宇宙的起源与黑暗秘密
书中以回答“宇宙由什么组成”以及“我们为什么存在”这两个人类最为原始、朴素的疑问为线索,通过结合最新的基本粒子物理和天体物理研究,用风趣幽默的语言和比喻,从全新的视角讲述了“宇宙的本原结构”和“自然的本原法则”,清晰描绘出了当前人类研究体系下的宇宙整体图景,并讲解了宇宙中“暗物质”“暗能量”等神秘组成部分,是了解自然和宇宙黑暗秘密的科普佳作。
来自读者的好评:
2、日本宇宙科普入门名作
《千亿个宇宙:多世界的黑暗秘密》
作者:[日]村山齐
译者:逸宁
· 中国科学院国家天文台宇宙暗物质暗能量组首席研究员陈学雷作序推荐
· 追踪“暗物质”“暗能量”,发现宇宙惊人的黑暗秘密
本书从当前可观测宇宙出发,通过追溯早期宇宙,讲解了宇宙的诞生与可能的结局,并结合天文观测与物理学研究中的“暗物质”与“暗能量”问题,带领读者探索了宇宙中不可见的“额外维度”,以及奇妙的多重时空区域。
本书语言通俗、线索清晰、节奏轻快、层层深入,不仅描绘出了宇宙的整体图景,还探讨了当前宇宙研究中待解决的关键问题,是宇宙学入门的科普佳作。
3、激荡人心的自然解谜之旅,迫近物质世界存在的真相
《镜中的宇宙:消失的粒子与幸存的世界》
作者:[日]村山齐
译者:逸宁
我们以及我们的物质世界,为何能存在于宇宙?物质与反物质成对湮灭,应当使得宇宙中空无一物。但一部分反物质却神秘消失,物质世界因而得以幸存。这背后的神秘“力量”究竟是什么?
本书围绕“我们为何存在于宇宙”这一问题,从可感的物质世界出发,层层深入至微观粒子世界,结合基本粒子标准模型的体系,一路探索至中微子与反物质及物质世界间的隐秘关系。本书不止沉潜于对前沿研究的讲解,更是一部激荡人心的自然解谜佳作,能够让读者体会到自然探索中的感动与沉醉。
四、走进量子世界
1、2021年ACM计算奖得主、 量子计算巨擎斯科特·阿伦森唯经典著作
《量子计算公开课》
作者:[美]斯科特·阿伦森(Scott Aaronson)
译者:张林峰 李雨晗
· 继费曼之后,物理学和计算机科学zui有趣的演讲稿集之一。
· 特为中文版撰写序言,跟进总结了自英文原版问世以来,量子计算领域取得的新进展。
· 故事、笑话、启示写成的科学之诗
· 计算、物理、数学、哲学编织的未来图景
宇宙和物理世界究竟是如何运作的?它们为什么这样运作?博学、奇妙、搞笑、书呆子气、好斗,此外还有无情的幽默、尖刻的讽刺、冷静的思考,以及知识的深度。耐心读完,甚至反复阅读,将得到巨大回报。
本书适合爱好科普的普通大众读者,尤其适合对物理学、计算机科学、数学、哲学等内容感兴趣的读者,计算理论、计算机科学、物理学和量子物理学的从业者或专业人士也可将本书作为参考读物。
2、一部属于量子力学的“小说”,物理学巨匠们是故事的主角
《纠缠:量子力学趣史》
作者:[美]路易莎·吉尔德(Louisa Gilder)
译者:李树锋 阮冬
· 《纽约时报》年度优秀图书,《自然》杂志倾力推荐。
· 作者拥有出色的“讲故事”能力,让量子力学的百年历史像电影般引人入胜。
· 透过信件、回忆录、论文和对在世人物的独家专访,作者勾勒出一个个非凡人物的身影,展现他们的天才与野心,脆弱与卑微,欢喜与烦恼。
· 一段波澜壮阔的人类思想史,重现了近一百年来人类最伟大的科学和哲学思想的诞生与演化。
作者以二十世纪最伟大的物理学家们的论文、信件和回忆录为基础,通过历史调查和想象力,让他们用自己的语言“对话”。这些或真实或略带虚构的故事情节既人性化又戏剧化。
我们将看到玻尔和爱因斯坦的思想碰撞,海森堡和保利决定追寻奥秘,薛定谔和德布罗意如何为后人铺平了道路,贝尔的研究为何值得重新思考,费曼以其独特的雄辩力向同时代的人发起挑战……
3、一家量子力学的主题餐厅:要想学习好,量子早餐要吃饱
《邀你共进量子早餐》
作者:[西]索尼娅·费尔南德斯·比达尔 弗兰塞斯克·米拉列斯
译者:王晋炜
· 精致、生动、通俗易懂!
· 看似寡淡的宇宙原汤,回味无穷;
· 传说中坚硬无比的量子纠缠理论,清淡爽口;
· 错综复杂的量子密码学,入口即化;
· 招牌牛顿苹果捞那丰富而特别的口感,立马带你回到大不列颠的古老庄园。
本书打破了时间与空间的束缚,以生动有趣的语言讲述了量子力学的基本概念以及量子力学发展史。读者将同主人公一起,跟随量子仙女的脚步造访薛定谔的猫的故乡,与量子学派的代表人物共进早餐,并光临欧洲核子研究组织了解关于量子技术的新研究,切身体会与日常生活息息相关的量子物理的奇妙之处。
五、宇宙更多
1、20年经典科普读物、黑洞爱好者必读经典《黑洞》新版再现
《黑洞与暗能量:宇宙的命运交响》
作者:[法] 让-皮埃尔·卢米涅
译者:卢炬甫 余超
· 欧盟“欧洲科学传播奖”获奖佳作
· 恒星演变和宇宙兴衰的史诗,残暴而疯狂的黑洞故事
· 文学与绘画,音乐与诗歌,丰富插图与奇闻异事,奏响宇宙命运的交响
本书围绕黑洞与暗能量两大主题,详细阐述了恒星、黑洞等宇宙天体诞生、演变与陨灭的精彩历程,揭示了黑洞与暗能量的真实面貌,在围绕人类揭秘宇宙的恢弘人文与历史背景中,讲述探索宇宙的物理与天文知识。
来自读者的好评:
2、让人脑洞大开的奇妙世界
《平面宇宙:与二维世界的一次亲密接触》
作者:[加]A. K. 杜德尼
译者:于娟娟
书中对于阿尔德的物理学、生物学、工业技术等细节的描述之丰富,刻画之可信,使得本书在1984年首次出版时,令不少读者甚至信以为真。如今本书已经成为一部经典之作,在数学家和计算机科学家当中备受推崇。
与另一部经典之作《平面国》一样,本书也有一个引人入胜的故事贯穿始终。在有着四只手臂的主人公尼德杜带领下,我们将领略阿尔德星上别样的政治、历史和日常生活,同时也将见证一段主人公追寻关于更高维度的知识的冒险历程。
3、从引力看宇宙,从引力波看相对论的前世今生
《追踪引力波:寻找时空的涟漪》
作者:[法] 皮埃尔·比奈托利
译者:叶欣欣
· 展现全球科学家从构思到实现宏伟太空计划的智慧与勇气,细述人类探求宇宙“涟漪”的非凡历程。
· 欧洲eLISA探测器项目主要参与者比奈托利讲述学界逸闻趣事,带领大家展望未来的天文学。
· 中国科学院高能物理研究所张双南教授热情推荐。
本书以浅显易懂的物理学和天文学知识为起点,详细讲述了引力的奥秘,阐释了引力波及其发现对物理学和天文学发展的深刻意义,介绍了在全球范围内,人们为探索引力波而创造的最新尖端技术。
书中揭示了人类探求宇宙引力“涟漪”的非凡历程,展现了科学家们从提出一个设想到缔造宏伟太空项目的智慧、雄心与勇气。
4、原汁原味乔治伽莫夫科普读物
《物理奇遇记》
作者:[美]乔治·伽莫夫
译者:率铭岐
通过汤普金斯先生在这些梦中物理世界的种种奇遇,乔治·伽莫夫在这部科普经典中向我们生动讲解了相对论、宇宙学、量子理论以及粒子物理的诸多基本概念,让我们得以更清晰地理解我们所实际生活的物理世界。
此外,本书添加了约翰·胡卡姆在部分故事首次出版时专门绘制的插画。本书适合青少年儿童和科学爱好者阅读。
六、相关阅读
1、百万级销量科普畅销书作家詹姆斯·格雷克七年磨一剑
《信息简史》
作者: [美国] 詹姆斯·格雷克
译者: 高博
· 2011年度《纽约时报》畅销书、《出版商周刊》年度最佳图书
· 雷军、吴军、 刘钢推荐作序,田溯宁、俞敏洪等联合推荐
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· 告诉我们如何在信息时代的信息爆炸中生存
人类与信息遭遇的历史由来已久,作为《混沌》、《费曼传》、《越来越快》、《牛顿传》等畅销书的作者,格雷克不仅在书中细致还原了历史细节,通俗解释了各种理论,还生动刻画了几位不为大众所知的人物:可编程计算机先驱、超越时代的查尔斯·巴贝奇,第一位程序员、诗人拜伦之女爱达·拜伦,计算机科学之父、天妒英才的阿兰·图灵,以及全书的主人公、信息论之父克劳德·香农。
来自中国工程院院士的好评:
“香农的信息论的意义怎么评价都不过分。无论是大数据、移动互联网等新趋势,还是我们日常使用的网络、电脑、电话、手机等,其中的很多原理都可以追溯到1948年香农的那篇开创性论文。但香农的地位往往为主流科学史所低估,更不为普通公众所了解。詹姆斯·格雷克的《信息简史》将很大篇幅放在了刻画香农的生平及其影响上,可谓精当。” ——刘韵洁(中国工程院院士)
2、再次在一个穿越横行的时代为时间旅行作传
《时间旅行简史》
作者: [美国] 詹姆斯·格雷克
译者: 楼伟珊
· 《信息简史》作者詹姆斯·格雷克新作
· “烧脑”、“宏大的叙事”引人入胜、当中有哲学,有科学,有艺术,有猜测,有幻想,有人性
· 陈学雷、苟利军、刘钢、王桥、张双南、DeepTech深科技联合推荐
通过追溯这个概念的起源、它在文学和科学中的演化,以及它对我们对于时间本身理解的影响,《时间旅行简史》将带领我们踏上一段极富启迪的追寻“时间旅行”的时间之旅。
在这段旅途中,我们不仅能够遇见一众科幻作家(威尔斯、海因莱因等),还能够邂逅众多文学家(艾略特、普鲁斯特等)、科学家(爱因斯坦霍金等),以及哲学家(柏格森、詹姆斯等);其中不仅有精彩的科幻故事,还有时间旅行题材的影视剧;不仅有通常意义上的时间旅行,还有通过掩埋与我们一道进入未来的时间舱,以及我们每个人都有切身体验的一种时间旅行——在阅读一本书时,通过翻前翻后实现的时间旅行。
本书单会持续更新,欢迎大家多多关注!
最后引用大栗博司的一句话结束本次书单推荐,希望你们能够喜欢这份书单,也希望能带领更多的读者感受追寻宇宙深层谜题的冒险快感!我们的征途是星辰大海、圆梦太空!
“科学成果带来的惊喜,与文学、音乐和美术是等价的。探索自然界奥秘的科学,给存在于这个宇宙中的我们提供了深入思考自身存在的契机。我想这才是科学所带来的惊喜,也是我们应该珍视的价值。”——大栗博司